Profibus-DP總線技術(shù)及其在伺服傳動(dòng)中的應(yīng)用
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上位機(jī)由西門子的S7-300PLC組成，型號(hào)為6ES7315-2AG10-0AB0，它有一個(gè)專門的PROFIBUS-DP接口，一個(gè)MPI通信接口，可接入64個(gè)從站。PROFIBUS-DP總線負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的中的所有伺服控制器進(jìn)行管理，包括速度、力矩、位置等參數(shù)的命令傳送與設(shè)置等。作為一個(gè)窗口，由組態(tài)軟件ProTool編織的人機(jī)界面可方便的對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和參數(shù)的修改。
TWINLINE的伺服控制器與伺服電機(jī)之間采用旋轉(zhuǎn)編碼器或光電編碼器建立反饋，形成高精度的伺服控制系統(tǒng)，伺服電機(jī)實(shí)時(shí)的將其運(yùn)行狀態(tài)與信息上傳給伺服控制器。作為PROFIBUS-DP總線上的節(jié)點(diǎn)，伺服控制器可以與PLC主機(jī)進(jìn)行通信，通過(guò)總線接受上位機(jī)的各種操作、控制和參數(shù)設(shè)定命令等。
圖3 伺服電機(jī)接入PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
4 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
通過(guò)PROFIBUS-DP總線進(jìn)行通信與控制的伺服系統(tǒng)，主要解決的是上位主機(jī)的軟件設(shè)計(jì)問(wèn)題，以下是PLC程序的主要設(shè)計(jì)框圖
圖4 PLC程序設(shè)計(jì)框圖
PLC程序由STEP 7 進(jìn)行編程。程序主要由幾大部分組成：OB100、OB1和FB40組成。
OB100是暖啟動(dòng)組織塊，系統(tǒng)啟動(dòng)就調(diào)用OB100，它包括功能FC35即INIT_FIELDBUS，主要作用是初始化已經(jīng)打開的背景數(shù)據(jù)快，為伺服控制器設(shè)置輸入/輸出總線地址。
OB1是主程序組織塊，包括功能FC32、功能塊FB40、功能FC37和背景數(shù)據(jù)塊DB40。FC32即CYCL_UPDATE，它的功能是定期的讀和更新來(lái)自總線上的背景數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)。功能塊FB40是控制伺服控制器的主要程序塊，它將完成伺服控制器的初始化和位置控制，主要包括功能FC40和功能FC41。FC40即INIT_SERVO,它主要完成多個(gè)軸的初始化即多個(gè)伺服控制器的初始化。FC41即POS_SEQ_SERVO，它是整個(gè)伺服控制的核心部分，一些控制命令如速度命令、位置命令、力矩命令、原點(diǎn)復(fù)歸命令以及從總線上讀取伺服控制器的反饋值等都是由它完成的。FC37即FAULT_RESET，它是復(fù)位模塊，清除總線的錯(cuò)誤信息并產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位命令使伺服控制器重新復(fù)位。DB40是功能塊FB40的背景數(shù)據(jù)快。
FC30是FC40的子塊，完成從PLC到伺服控制器的命令傳送，檢查命令是否被正確執(zhí)行并且對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行處理。FC31是FC41的子塊，它對(duì)FC41的完成情況加以診斷并報(bào)告總線。FC33和FC34也是功能塊FB40的附屬部分，F(xiàn)C33對(duì)當(dāng)前伺服控制器的狀態(tài)進(jìn)行檢查，如果空閑向總線發(fā)送命令表示下一個(gè)命令可以發(fā)送。FC34處理多個(gè)伺服控制器的同步和異步錯(cuò)誤信息并產(chǎn)生錯(cuò)誤報(bào)告。
5 結(jié)束語(yǔ)
TWINLINE型伺服控制器PROFIBUS-DP接口的引入，提高了工業(yè)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制的水平，使伺服電機(jī)在工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的通信與控制更為方便、靈活和可靠，實(shí)際情況已證明這種控制方式效果好。
PROFIBUS-DP總線和伺服控制系統(tǒng)在工業(yè)控制中應(yīng)用非常廣泛，這為帶PROFIBUS-DP總線接口的伺服控制器提供了廣闊的應(yīng)用前景。
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評(píng)論